为响应铁路大提速号召,列车运行速度的提高成为必然,这就会导致轮轨与线路之间的作用力更复杂,轮轴的作用状况愈加恶劣,但轮轨载荷与高速轨道交通系统安全性和可靠性紧密相关,并且其分布特征可以为后续结构强度评价和寿命评估提供理论支撑。本文以国内某型标准动车组轮轨载荷为研究对象,利用直接测量法制作测力轮对,进行标定试验,并且在大西线上完成实际线路测试工作。之后利用仿真软件建立整车模型,完成京津线和武广线理论线路测试,分别对获得的不同轮轨力时间历程进行数据处理,并按不同速度等级、线路区段、每一趟往返等不同工况进行抽样和统计,编制64级时域载荷值谱、峰谷值谱和幅值载荷谱,分析其变化趋势及原因:(1)时域角度:直线工况下,轮轨垂向载荷围绕静轮重值呈正态分布趋势,轮轨横向载荷围绕0k N分布有两个峰。曲线工况下,轮轨垂向载荷会出现偏载状况,左右轮轮轨横向载荷都会变大,但变大的水平有所差距。频域角度:轮轨垂向载荷和横向载荷的主要功率谱密度成分均主要集中分布在100Hz以内,并且低速度级和高速度级分别对应的能量“尖峰”不同。(2)轮轨峰谷值谱和载荷值谱规律性基本一致,区别在于峰谷值谱频次减少约100倍,且规律性更加明显。轮轨幅值载荷谱更侧重数据的波动程度变化情况。(3)列车的运行速度、曲线半径、车辆载重和线路工况等条件都会对轮轨力有一定的影响,即速度越高,轮轨垂向力和横向力的波动程度越剧烈,分布范围越广;通过曲线过程中,曲线半径越大,线路越平缓,列车运行速度与平衡速度的差值越小,轮轨力波动中心的偏移程度更小。车辆载重越大,轮轨垂向力偏载程度越明显,但横向力影响不大。列车上下行工况对轮轨力几乎无影响,虽然不同线路的轮轨力具体数值可能会有所差异,但分布规律基本相同。(4)利用Simpack动力学仿真软件建立整车的刚-柔耦合的动力学模型,分别导入京津线和武广线激励谱,得到对应的轮轨力载荷谱和加速度谱,对其线路激扰程度进行对比分析。理论武广线路激励下的垂向作用力和垂向加速度都要大于相同路线设置的京津线激励,横向作用与之相反,但两者差距并不明显。大西线线路的实测结果无论在垂向作用还是横向作用都要大于两条理论线路。图79幅,表14个,参考文献66篇。